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燃料电池质子膜材料固体超强酸/氮杂环氧化石墨烯/2,5-聚苯并咪唑的制备方法
发布时间: 2023-12-08
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
新材料技术
成果介绍
本发明提供了燃料电池质子膜材料固体超强酸/氮杂环氧化石墨烯/2,5‑聚苯并咪唑的制备方法，属于燃料电池质子交换膜技术领域。本发明包括以下步骤,先分别制备2,5‑聚苯并咪唑(ABPBI)、氧化石墨烯(GO)、固体超强酸(S‑ZrO2)，再将合成的氧化石墨烯进一步制备含氮杂环的功能化氧化石墨烯(NGO)，然后通过ABPBI和S‑ZrO2复合制备S‑ZrO2/ABPBI复合膜；将NGO、S‑ZrO2、ABPBI复合制得S‑ZrO2/NGO/ABPBI复合膜。将制备的复合膜室温下浸泡在一定浓度的磷酸溶液中，得到带有磷酸掺杂的复合膜。本发明中的复合膜在高温无水条件下具有较高的力学性能、热学性能、质子导电能力和优异的电池性能，并且未加载磷酸的复合膜在低湿低温下具有一定的质子传导能力。
成果亮点
1.燃料电池质子膜材料固体超强酸/氮杂环氧化石墨烯/2,5-聚苯并咪唑的制备方法，其特征在于，步骤一：制备2,5-聚苯并咪唑将3,4-二氨基苯甲酸***，***加入到40ml多聚磷酸的反应溶剂中，在氮气保护下缓慢升温至220℃，机械搅拌20-40min，将热的溶液倒入去离子水中，得到细的纤维；收集纤维并用水洗涤，再用浓度为10％的氨水洗涤，以除去残留在聚合物纤维上的磷酸，50℃干燥24小时后收集产品；步骤二：制备氧化石墨采用改进HUMMERS法，将1g膨胀石墨在搅拌下缓慢加入到装有23ml浓硫酸的大烧杯中，加入1g硝酸钠与***高锰酸钾的混合物并反应2h；恒温水浴中，搅拌并保温30min，缓慢加入去离子水，使温度上升至90-98℃，在此温度下维持15min；用温水稀释，倒入过氧化氢，趁热过滤，用5％HC1洗涤滤饼；干燥，密封保存待用；步骤三：制备功能化氧化石墨烯(a)将上述步骤二中制备的1g氧化石墨分散在10ml十二烷基苯磺酸钠溶液中，超声分散1个小时，制得表面活性剂包裹的氧化石墨烯；(b)将上述(a)步骤溶液用1M的NaOH调节PH至10，加入5ml60％的水合肼50℃
团队介绍
黑龙江大学有博士后科研流动站7个，博士后科研工作站3个。有博士学位授权一级学科10个，硕士学位授权一级学科35个，硕士专业学位类别18个。有国家重点学科1个，国家重点（培育）学科1个；有国家级一流本科专业建设点33个、国家级特色专业10个、国家级一流本科课程（含精品在线开放课程）15门、省级重点学科群1个、省级重点一级学科12个，省级“双一流”国际一流建设学科1个，省级“双一流”国内一流建设学科5个。
成果资料
产业化落地方案
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